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在云计算行业发展的背景下,越来越多的数据中心建立起来。服务器作为数据中心的核心设备,其、可扩展性和高性价比已成为衡量服务器质量的重要指标。由于服务器体积有限,许多大功率电子元件能否及时将电子元件产生的热量传递给外界,直接关系到服务器运行的稳定性。因此,服务器的散热问题成为制约服务器发展的一大障碍。根据对国内外相关服务器散热技术的分析整理,不难发现服务器散热技术的发展路线,确定服务器散热技术。
服务器散热技术的发展大致可分为三个阶段:
(1)1965年至2000年是技术萌芽期:服务器散热技术出现在国外,但发展缓慢,这是因为大型计算机和服务器的发展刚刚起步,服务器散热主要借鉴个人计算机散热技术,主要是传统风冷技术,也出现了液冷技术,主要是电子元件浸入无导电冷却液中,由于当时材料技术的发展,散热器制造成本高。
(2)2001年至2009年是技术成熟期:随着互联网时代的到来,服务器散热要求越来越高,除了改进传统风冷技术和液体冷却技术外,还有风扇控制智能控制技术,随着材料技术的发展,散热器制造成本也降低。
(3)2010年是一个快速发展时期:随着云计算的发展,建立了更多的数据中心,越来越多的服务器需要在有限的空间内布局,散热问题成为数据中心需要解决的头号问题。此时,智能控制技术已成为研究的,新散热材料的出现也给散热领域带来了新的活力。
依照从散热器带走热量的方式,可以将散热器分为主动散热和被动散热,前者常见的是风冷散热器,而后者常见的就是散热片。进一步细分散热方式,可以分为风冷、热管、液冷、半导体制冷和压缩机制冷等等。
风冷散热是常见的,而且非常简单,就是使用风扇带走散热器所吸收的热量。具有价格相对较低、安装简单等优点,但对环境依赖比较高,例如气温升高以及超频时其散热性能就会大受影响。
液冷则是使用液体在泵的带动下强制循环带走散热器的热量,与风冷相比具有安静、降温稳定、对环境依赖小等优点。但热管和液冷的价格相对较高,而且安装也相对麻烦一些。
纯铝散热器是早期为常见的散热器,其制造工艺简单,成本低,纯铝散热器仍然占据着相当一部分市场。为增加其鳍片的散热面积,纯铝散热器常用的加工手段是铝挤压技术,而评价一款纯铝散热器的主要指标是散热器底座的厚度和Pin-Fin比。Pin是指散热片的鳍片的高度,Fin是指相邻的两枚鳍片之间的距离。Pin-Fin比是用Pin的高度(不含底座厚度)除以Fin,Pin-Fin 比越大意味着散热器的有效散热面积越大,代表铝挤压技术越。
机械式压合方式是将一块直径尺寸大于铝孔径的铜块,通过机械的方式,将其压合在一起,因为铝有延展性,所以铜可以在常温下与铝质散热片结合,这种方式的结合的效果也是比较可观,但有一个致命的缺点就是铜在被挤压进入铝孔的过程中,铝孔内表面容易被铜刮伤,严重影响热的传导。这要通过合理搭配过盈量以及优化设计铜块的形状来避免此类问题的产生。